Fremme afgrødeavl gennem målrettet genommodifikation

Moderne afgrødeavl går ind i en ny æra af genomdesign, ledet af genomredigeringsteknologier som mainstream-værktøjer til målrettet genommodifikation.

I en anmeldelse offentliggjort i Nature Reviews Genetics , Dr. Gao Caixia fra Institut for Genetik og Udviklingsbiologi ved Det Kinesiske Videnskabsakademi har beskrevet de nuværende fremskridt inden for den tekniske innovation inden for redigeringsværktøjer, udviklingen af ​​overlegne leveringsmetoder samt deres avancerede anvendelser i afgrødeavl.

Målrettede genommodifikationsteknologier har revolutioneret afgrødeforædlingsmetoder og væsentligt forbedret forædlingseffektiviteten. Forståelse af de grundlæggende principper for målrettede genommodifikationsværktøjer og de iterative strategier, der er involveret i at anvende dem, er afgørende for deres anvendelse til afgrødeforbedring.

I denne gennemgang introducerede Gaos team systematisk forskellige genomredigeringsværktøjer, lige fra enkeltbaseredigering til manipulation af DNA-fragmenter, der overstiger kilobaser. Især fokuserede holdet på at opsummere de seneste fremskridt inden for præcise genom-redigeringsteknologier, herunder basisredigering, prime-redigering og præcise manipulationsværktøjer til store DNA-fragmenter. Disse præcisionsværktøjer forventes at blive kritiske grundlæggende teknologier for fremtidig afgrødeforskning og forædlingsapplikationer.

Traditionelt har genetisk forbedring af afgrøder været begrænset ikke kun af præcisionen og omfanget af genetiske manipulationsværktøjer, men også af udfordringer såsom den lave effektivitet af plantecellelevering og -regenerering. Denne gennemgang beskriver de nuværende leveringsmetoder, der anvendes i plantegenomredigering, med vægt på teknikker, der omgår behovet for vævskultur eller transgenintegration og dermed hjælper med at overvinde leveringsflaskehalse.

Forskerne præsenterede et omfattende overblik over den transformative rolle af målrettede genommodifikationsværktøjer i moderne afgrødeavl, fra generering af nye elitealleler til revolutionerende afgrødeforædlingsteknologier. De bemærkede også, at den fremtidige udvikling og potentielle anvendelser af målrettede genommodifikationsværktøjer er meget ventet i afgrødeavl.

Gaos team foreslog også mulige fremtidige retninger for forskning i genomredigering, forestillede sig forskellige scenarier for præcis målrettet modifikation af plantegenomer og diskuterede potentielle udfordringer i anvendelsen af ​​genomredigerede afgrøder. Disse indsigter vil bidrage til nye perspektiver og overvejelser for den fremtidige anvendelse af målrettede genommodifikationsteknologier i afgrødeavl.

Flere oplysninger: Boshu Li et al., Målrettede genom-modifikationsværktøjer og deres avancerede anvendelser i afgrødeavl, Nature Reviews Genetics (2024). DOI:10.1038/s41576-024-00720-2

Journaloplysninger: Naturanmeldelser Genetik

Leveret af Chinese Academy of Sciences